低碳驱动的长时储能容量补偿机制

随着新型电力系统低碳化转型,新能源装机占比跃升发展,新能源出力与负荷跨季尺度的电力电量平衡对长时灵活性的需求进一步加剧,长时储能成为维持系统长期容量充裕性的一种新兴容量资源。现有面向传统发电机组的容量成本回收机制尚未将长时储能纳入考虑范畴,长时储能系统发展的经济驱动不足。针对长时储能系统适度容量补偿的机制设计问题,基于周期内和周期间双粒度时间网格结构,提出变周期时序规划场景缩减方法,并建立长时储能适配容量优化模型测算容量补偿需求。结合某新能源富集区域算例,验证长时储能适配容量和补偿水平测算模型有效性,并基于关键因素的灵敏度分析,探讨长时储能容量补偿需求下降的演化趋势,为推动长时储能可持续发展提供容量补偿机制设计的参考。

长时储能技术及典型案例分析

随着电力系统向低碳化转型,新能源装机容量占比逐年增长。可再生能源发电具有间歇性的特点,主要发电时段和高峰用电时段错位,存在供需不平衡,电力电量平衡对灵活性的要求加剧。长时储能电站成为破解问题的有效有段。针对长时储能技术发展概况,首先分析抽水蓄能、压缩空气、锂离子电池、液流电池、熔盐储热、氢储能的技术特性、优势及目前瓶颈,统计以上储能技术的典型应用工程;然后从电源侧、电网侧和用户侧分析了储能的典型场景应用,阐述了多种储能技术在能量转移、辅助服务、黑启动、平滑新能源出力等多场景下的应用对比;总结分析了化学储能示范工程、储热示范工程、机械储能示范工程的技术参数、系统接线、能量管理等问题;最后对未来储能电站技术进行了展望。

大容量长时储能技术及其在油气行业的应用前景

大力发展风光可再生能源清洁电力是加速我国能源结构转型,构建新型电力系统和顺利达成“双碳”目标的核心举措。我国油气行业拥有大量风光清洁能源丰富的沙漠、戈壁和荒漠等地域资源,而大容量长时储能是平抑清洁电力输出、构建多能互补新格局和建设智慧油气田的关键支撑技术。综述了我国储能行业发展的需求、现状和趋势,介绍了抽水蓄能、压缩空气储能、锂离子电池和铅酸电池等几种典型的储能技术,对比了其各自的优点、发展瓶颈和应用现状。重点阐述了全钒、铁铬和锌溴液流电池储能技术在光储一体化建设中的优势,着重分析了我国油气行业对储能的需求和产业布局,以及大容量长时储能技术在油气行业清洁替代和绿色转型过程中的应用前景。

大规模长时储能与全钒液流电池产业发展

中国已经明确了实现“双碳”目标的战略在于发展以可再生能源为主体的新型电力系统,而大规模储能是保障可再生能源利用的支撑条件,是该战略不可或缺的组成部分。全钒液流电池作为一种可靠的大规模长时储能技术,具有良好的本征安全性、技术适合性和经济性潜力,与已有的抽水蓄能、压缩空气储能等之间有着显著的互补性,具有不可替代性。历经数十年的发展,全钒液流电池技术已经达到成熟可靠的程度,具备了大规模产业化发展的条件。阐述了全钒液流电池的技术发展、产业链状态、钒资源及其市场特点等,对影响产业发展的因素进行了分析,对产业发展定位和关键工作方向提出了建议。

全产业链贯通布局下钒液流电池长时储能发展思考

清洁能源的发展和“双碳”目标的实施推动了能源结构调整和电网系统升级,这必将催生巨大的万亿长时储能需求,麦肯锡预测2030年全球可再生能源占比将升至60%~70%,长时储能比2025年增加5~10倍(预计2025年30~40 GW)。全钒液流电池相比其他电化学储能具有安全长寿、灵活可靠、资源丰富等优点,2018~2023年国家和地方发布了多项清洁能源储能配置标准的政策性文件,在此背景下钒储能电池行业企业持续高速增长,行业集中度提升,宏观领域表现为我国钒储能产业正处在加速发展期。目前,钒储能电池总体成本较高,主要原因是钒原料价格高,降低成本的核心环节是钒资源提取成本和电解液生产制造成本。中国恩菲研发的短流程制备钒电解液技术相对于传统钒电解液制备技术具有流程短、钒利用率高的特点,制造成本降低了30%~50%,后期随着钒资源开发和新工艺的研发成功,钒储能产业降本优势将愈发突出。在国家政策支持下,钒液流电池储能系统有望在短期内实现规模化、商业化应用,成为储能领域的重要选择。未来,钒液流电池储能系统仍需从多方面进行优化,如重视技术创新和研发、健全回收利用体系等,以实现钒液流电池长时储能产业的可持续发展。

全钒液流电池的技术进展、不同储能时长系统的价格分析及展望

可再生能源正逐渐由辅助能源变为主导能源,建立“新能源+储能”为主体的新型电力系统对大功率、大容量、长时储能技术提出了新的要求,全钒液流电池储能技术具有本征安全、充放电循环寿命长、电解液可循环使用、生命周期经济性好及环境友好等特点,近年来受到学术界、产业界的广泛关注。本工作回顾了液流电池的发展历程,介绍了全钒液流电池储能技术的基本原理、性能特点、技术和产业化发展现状,结合多年高功率、大容量全钒液流电池储能系统工程实际设计经验,阐明了大规模储能电站的模块化设计方法,实施的5 MW/10 MWh全钒液流电池储能系统产业化项目已安全稳定运行了9年多,能量转换效率和储能容量无明显衰减。实际应用结果充分验证了全钒液流电池储能系统的安全性和可靠性,已满足产业化应用的要求。根据全球全钒液流电池储能装备领军企业2021年第三季度兆瓦级储能系统实际价格,分析了不同储能时长全钒液流电池储能系统的价格及生命周期的经济性,指出了今后的研究开发重点。

2021国际储能市场回顾:后疫情时代的机遇与挑战

介绍了2021年全球储能市场的基本特点:全球达成减碳共识,储能的作用凸显;全球新型储能市场规模突破10 GW;储能安全性越来越重要;长时储能崭露头角;商业模式逐渐明晰。

我国新型储能发展问题分析与政策建议

新型储能是新型电力系统的重要支撑技术。随着技术快速进步和支持政策陆续出台,我国新型储能已逐步在电力辅助服务、用户侧电价管理、新能源消纳以及电网输配电服务等领域得到应用。但当前新型储能成本偏高,其在电力市场中的定价机制与监管方式仍面临争议。本文在梳理我国新型储能政策环境和发展现状的基础上,归纳了新型储能的典型应用场景,分析了新型储能在经济性、电力系统融合模式、季节性调节等方面存在的问题,并从价格机制、监管方式、技术研发方面提出了政策建议。

钒电池储能产业发展现状分析

以钒电池储能为代表的中长时储能技术是支撑新能源稳定可靠应用的重要基础。本文对国内外钒电池产业相关支政策进行汇总,梳理钒电池产业链主要环节发展情况以及下游应用市场需求规模,分析提炼现阶段钒电池储能面临的主要技术问题,并对钒电池产业发展趋势进行了展望。

基于主成分分析的液流电池状态估计策略研究

为克服放电后期电压拐点对锌溴液流电池(ZBFB)荷电状态(SOC)辨识精度的影响,研究基于主成分分析(PCA)的锌溴液流电池荷电状态估计方法。以提高锌溴液流电池SOC参数辨识精度为目标,特别是解决锌溴液流电池在放电后期特有的电压拐点非线性特性,在兼顾实际算力限制与运行速率要求的条件下,对锌溴液流电池SOC参数辨识算法进行分析。研究结果表明,所提方法兼顾空间维度特征提取以及系统降维建模,可有效改善电压拐点处的电池SOC的辨识精度,为锌溴液流电池的长时储能应用提供理论与算法分析基础。